2 Hersteller von PROMs im Jahr 2024

Was ist ein PROM?

PROMs (englisch: Programmable Read-Only Memory) sind eine Art von Halbleiterspeicher, der beschreibbar ist.

Es gibt zwei Haupttypen von Halbleiterspeichern: RAM (englisch: Random Access Memory), der lesen und schreiben kann, und ROM (englisch: Read Only Memory), der nur lesen kann.

RAM ist ein flüchtiger Speicher, der seine Daten verliert, wenn der Strom abgeschaltet wird, während ROM ein nichtflüchtiger Speicher ist, der seine Daten auch dann nicht verliert, wenn der Strom abgeschaltet wird.

Es gibt zwei Arten von ROMs: Masken-ROMs und PROMs. Bei Masken-ROMs wird der Ausgangswert des Transistors für jedes Bit des Speichers während des Halbleiterherstellungsprozesses entweder auf die Versorgungsspannung oder auf Masse festgelegt, sodass er nach der Herstellung nicht mehr geändert werden kann.

Im Gegensatz dazu sind PROMs die gleichen nichtflüchtigen ROMs, die entwickelt wurden, um nach der Herstellung beschrieben/überschrieben werden zu können.

Anwendungen von PROMs

Mikrocontroller, die zur Steuerung verschiedener Geräte verwendet werden, haben ein spezifisches Programm für jedes Gerät und müssen beim Einschalten funktionieren, weshalb die Programme in nichtflüchtigen, kostengünstigen ROMs gespeichert werden.

Ursprünglich wurden Masken-ROMs als ROMs verwendet. Der Zeitraum zwischen der Fertigstellung des Programms und dem Abschluss der Fertigung ist jedoch lang, sodass es schwierig ist, auf kürzere Entwicklungszyklen neuer Produkte zu reagieren.

Außerdem erforderte die Notwendigkeit, eine Vielzahl von Produkten in kleinen Mengen zu produzieren, da die Verbraucherbedürfnisse immer vielfältiger wurden, die Herstellung von separaten Halbleiterchips.

Im Gegensatz dazu können PROMs auch dann noch beschrieben werden, wenn das Programm bereits fehlerbereinigt und fertiggestellt ist. Dadurch ist es möglich, die Entwicklungszeit zu verkürzen, indem das Programm unmittelbar vor der Auslieferung des Produkts geschrieben wird, und neue Varianten zu entwickeln, indem lediglich das Programm geändert wird.

Funktionsweise der PROMs

PROMs können grob in OTPROMs (englisch: One Time PROMs) und EPROMs (englisch: Erasable PROMs) eingeteilt werden. OTPROMs sind eine Art von PROMs, die nur einmal beschrieben werden können, während EPROMs PROMs sind, die mehrfach beschrieben werden können.

1. OTPROM

OTPROMs haben eine Sicherung für jedes Speicherbit, und einige Sicherungen können nach der Auslieferung durch selektives Anlegen einer hohen Spannung durchgebrannt werden. Der Transistor, der mit der durchgebrannten Sicherung verbunden ist, und der Transistor, der mit der nicht durchgebrannten Sicherung verbunden ist, haben eine unterschiedliche Stromzufuhr, was den Unterschied zwischen einer 0 und einer 1 ausmacht. Zum Schreiben ist ein spezielles Werkzeug erforderlich.

Eine einmal benutzte Sicherung kann nicht wiederhergestellt werden, sie kann also nur einmal beschrieben werden.

2. EPROM

Bei EPROMs wird während des Herstellungsprozesses im Transistor für jedes Speicherbit ein elektrisch unabhängiger Bereich, das so genannte Floating Gate, gebildet. Durch selektives Anlegen einer Spannung an das Floating Gate beim Schreiben wird eine elektrische Ladung gespeichert und die Differenz zwischen 0 und 1 erzeugt.

Beim erneuten Beschreiben wird die Speicherladung im Zielbereich gelöscht und dann erneut geschrieben. Je nach Löschverfahren werden UV-EPROMs und EEPROMs unterschieden.

UV-EPROM
Bei UV-EPROMs wird die Ladung durch Bestrahlung des Speicherbereichs mit UV-Licht (ultraviolettes Licht) gelöscht. UV-EPROMs haben daher ein Fenster für die UV-Lichtbestrahlung auf dem Halbleitergehäuse.

EEPROM
EEPROMs ermöglichen das Löschen und Wiederbeschreiben von Daten durch Anlegen einer höheren Spannung an den Speicherbereich als beim normalen Lesen.

Weitere Informationen zu PROMs

1. Ausweitung der Anwendungen

Ursprünglich war die Anwendung von PROMs aufgrund ihrer hohen Herstellungskosten begrenzt, aber aufgrund der technologischen Entwicklung und der Massenproduktion, die sie billiger gemacht hat, wird ihre Anwendung immer breiter.

Insbesondere der Flash-Speicher (Flash ROM), eine Art EEPROM, hat die Schaltkreise vereinfacht, da ein großer Speicherbereich auf einmal gelöscht werden kann, was die Kapazität und die Geschwindigkeit erhöht. Darüber hinaus wurde die Obergrenze für die Anzahl der Wiederbeschreibungen von zehn auf Millionen von Wiederbeschreibungen angehoben, wodurch die Nutzung der Nichtflüchtigkeit erweitert wurde. Der Flash-Speicher wird heute in SD-, USB-, SSD- und HDD-Geräten als Speichergerät verwendet und ist damit die Hauptstütze der heutigen Speicher.

2. Zukunftsaussichten

Für die Zukunft wird erwartet, dass nichtflüchtige, kostengünstige Speicher, die unbegrenzt oft wiederbeschreibbar sind, in der Praxis zum Einsatz kommen werden. Wenn dies erreicht ist, müssen beispielsweise PCs nicht mehr hoch- und heruntergefahren werden, sondern können durch einfaches Ein- und Ausschalten genutzt werden, wie es bei Beleuchtungskörpern der Fall ist.